浅谈昆明市泥炭质土的特性及对地铁工程建设及运营的影响.docVIP

浅谈昆明市泥炭质土的特性及对地铁工程建设及运营的影响 　　【摘 要】城市地铁建设施工中经常面对各类地质条件，泥炭质土作为昆明地区较为特殊的地层，有其独特性质。基于昆明地铁1、2、3号线的勘察资料以及现场实际施工情况，对该地层做浅要分析研究。 　　【关键词】地铁 勘察 泥炭质土 处理 　　一、前言 　　泥炭（peat）又称草炭、泥煤，是由沼泽植物残体在水下缺氧环境中经厌氧菌的不完全分解形成，具有多组分、多级分、半胶体特性的高分子复杂亲水物质。当泥炭有机质含量（5500C烧失量）低于60%，高于10%时，称为泥炭质土。 　　作为一种在工业、农业、医药等领域具有广泛应用价值的矿产资源，云南省泥炭储量居全国第二位。而昆明市所处的滇池盆地，因其泥炭土有机质含量低于60%而一般不具有开采价值。然而，昆明地区广泛分布的泥炭质土以其高含水量、高压缩性、高灵敏度和低承载力给工程建设尤其地铁工程建设及运营带来严重危害。研究昆明泥炭质土的特性及其对地铁工程建设和运营的影响具有重要的理论和现实意义。 　　二、泥炭质土的物理力学特性 　　从昆明地铁1、2、3号线的勘探资料来看，泥炭质土分布广、层厚不均、埋深不等，物理力学性能差异大。昆明地铁首通段泥炭质土与淤泥类土、红粘土等其它一般软土的典型物理力学参数如下（表1）： 　　表1：昆明地铁首通段泥炭质土与淤泥类土、红粘土的典型物理力学参数 　　典型物理力学参数 　　滇池附近某工地泥炭土（极端情况） 　　昆明地铁首通段泥炭土（统计数据） 　　淤泥质软土 　　红粘土 　　天然容重（g/cm3） 　　1.0-1.09 　　1.47-1.57 　　1.3-1.7 　　1.9-2.1 　　天然含水量（%） 　　301-647 　　64.02-72.3 　　40-90 　　30-60 　　天然孔隙比 　　6.83-12.1 　　1.7-1.83 　　1.5-2.0 　　1.0-2.0 　　压缩系数（Mpa-1） 　　4.11-8.56 　　0.52-0.73 　　0.5-3.0 　　0.2-0.5 　　有机质含量（%） 　　42.2-56 　　23.48-33.56 　　5-10 　　lt;5 　　天然快剪C值（Kpa） 　　7.8-13.4 　　13.72-54.28 　　10-20 　　40-90 　　天然快剪?值（度） 　　2.8-9.35 　　4.11-8.42 　　8-15 　　8-18 　　由上表可能看出，尽量滇池地区存在近似液态的、流塑状的泥炭质土，但昆明地铁线1、2、3号线区域分布的泥炭质土物理力学性能相对较好，接近于淤泥、淤泥质土或红粘土的对应指标。但泥炭质土特有的高压缩性、高流变性、高灵敏性以及高渗透性仍然会对地铁工程建设及后期运营带来巨大困难。 　　三、泥炭质土地基的工程处理措施 　　目前，泥炭质土地基的工程处理措施主要有以下方案： 　　1.换填 　　对于层厚不大，下卧满足地基承载力要求的坚硬岩土层的泥炭质土地基，采用级配良好的砂石置换软弱层无疑是一种造价低廉、工艺简单、一劳永逸的地基处理方案。 　　2.深层搅拌桩加固 　　深层搅拌桩加固是最常用的软弱地基加固处理方式之一。昆明地铁首通段呈贡北站三轴搅拌桩加固试验表明，加固后的泥炭质土强度可达到设计承载力的要求。 　　3.粉喷桩加固 　　粉喷桩加固方法在南昆铁路七甸乡段泥炭质土软基处理中已成功应用，是铁路、高速公路、建筑基坑软基加固的常用方法。 　　4.CFG桩加固 　　CFG桩全称为水泥粉煤灰碎桩，主要由碎石、石屑、粉煤灰、适量的水泥和水搅拌而成，是一种相对质优价廉的新型软基加固工艺。CFG桩曾在昆明环滇池3环路泥碳质土路基处理中有过成功应用。 　　5.排水固结法（等载预压、超载预压和真空预压） 　　等载预压、超载预压和真空预压是处理高含水量、高压缩性和中等以上透水性软弱地基的常用方法。在安徽庐铜高速公路项目中，曾用等载预压、超载预压和浆喷桩加固等方法处理过含泥炭质土、淤泥和淤泥质土等软弱土层的软土地基，该工程处理后的地基工后沉降小于50cm，满足规范要求。 　　6.旋喷桩加固 　　施喷桩加固也是工程中常用的软基处理措施之一 　　上述各泥炭质土工程处理措施的优缺点对比分析如表2： 　　表2：泥炭质土各工程处理措施优缺点对比表 　　序号 　　工艺类型 　　适用性 　　工艺复杂性 　　工程造价 　　应用局限性 　　1 　　换填 　　能够充分揭露的厚度不大的地基或浅基坑 　　简单 　　较低 　　对于深基坑工程基底换填将增加围护结构造价，不适用于深层软基和隧底软基处理 　　2 　　深层